Внешнее дыхание

Внешнее дыхание

Внешнее дыхание является первой ступенью дыхательного процесса. На этой ступени дыхание осуществляется через следующие органы: нос, носоглотку, трахею, бронхи, легкие и легочные альвеолы, а также 1—2 % газообмена осуществляются через кожу и пищеварительный тракт.

Прежде всего поток входящего внутрь организма воздуха проходит через носовую полость. При этом воздух согревается, увлажняется и очищается. Увлажняется воздух почти до полного насыщения за счет носовой слизи, которую выделяет слизистая оболочка носа.

Далее воздух идет через носоглотку, гортань и попадает в трахею, которая имеет вид цилиндрической трубки длиной 11—13 см и диаметром от 1,5 до 2,5 см. Трахея выстлана изнутри слизистой оболочкой, покрытой мерцательным эпителием. Движения ворсинок мерцательного эпителия позволяют выводить наружу попавшую в трахею пыль и другие чужеродные вещества, либо благодаря высокой всасывающей способности эпителия они всасываются внутрь и затем выводятся внутренними путями.

Далее трахея разветвляется на бронхи, а те в свою очередь на бронхиолы – более мелкие воздухоносные пути. В отличие от трахеи, бронхи имеют в составе стенки мышечные волокна, причем с уменьшением диаметра путей мышечный слой становится сильнее развитым. Сокращение этих мышц вызывает не только сужение просвета бронхов, но и некоторое укорочение их, благодаря чему они участвуют в выдохе. В стенках бронхов располагаются слизистые железы, и покрыты они мерцательным эпителием. Совместная деятельность слизистых желез, бронхов, мерцательного эпителия и мускулатуры способствует увлажнению поверхности слизистой оболочки, разжижению и выведению наружу вязкой мокроты при патологических процессах, а также выведению частиц пыли и микробов, попавших в бронхи с потоком воздуха.

Воздух, пройдя путь по вышеописанным воздухоносным путям, очищенный и нагретый до температуры тела, попадает в альвеолы, смешивается с имеющимся там воздухом и приобретает 100%-ную относительную влажность. Газообмен между внешним воздухом и кровью в легких происходит в основном в альвеолах, которые покрыты густой сетью кровеносных капилляров.

Воздух попадает в альвеолы благодаря изменению объема легких из-за дыхательных движений грудной клетки. Так, при вдохе объем легких увеличивается, давление в них становится ниже атмосферного и воздух засасывается в легкие. При выдохе объем легких уменьшается, давление воздуха в них становится выше атмосферного, и воздух из легких устремляется наружу.

Сам механизм дыхательных движений осуществляется диафрагмой и межреберными мышцами. Диафрагма – мышечно-сухожильная перегородка, отделяющая грудную полость от брюшной. Главная ее функция заключается в создании отрицательного давления в грудной полости и положительного в брюшной. Края ее соединены с краями ребер, а сухожильный центр диафрагмы сращен с основанием сумки перикарда. Ее можно сравнить с двумя куполами: правый расположен над печенью, левый – над селезенкой. Вершины этих куполов обращены к легким.

Когда мышечные волокна диафрагмы сокращаются, оба ее купола опускаются, а боковая поверхность диафрагмы отходит от стенок грудной клетки. Центральная сухожильная часть диафрагмы опускается незначительно. Вследствие этого объем грудной полости увеличивается в направлении сверху вниз, создается разряжение и воздух входит в легкие. Сокращаясь, она давит на органы брюшной полости, которые выжимаются вниз и вперед – живот выпячивается.

Когда же мышечные волокна диафрагмы расслабляются, оба купола поднимаются вверх, вытесняемые органами брюшной полости, в которой давление всегда выше, чем в грудной. Сокращение мышц брюшного пресса еще больше усиливает это давление. Вследствие этого объем грудной полости уменьшается, создается высокое давление и воздух выходит из легких.

Межреберные мышцы за счет разворачивания ребер в стороны и некоторого поднятия их вверх увеличивают объем грудной полости, что и приводит к засасыванию в нее воздуха. При выдохе они расслабляются и в силу анатомических особенностей ребер и грудной клетки и их тяжести грудная клетка принимает свое исходное положение. В результате этого в легких создается повышенное давление и воздух устремляется наружу. Внутренние межреберные мышцы и мышцы живота помогают сделать форсированный выдох.